Зварювальний трансформатор: РОЗРАХУНОК І ВИГОТОВЛЕННЯ

В. Володін, м. Одеса, Україна

Електродугова зварювання – найпоширеніший в промисловості і в побуті спосіб нероз'ємного з'єднання металевих деталей. З'явившись 120 років тому, вона, завдяки високій технологічності, швидко і майже повсюдно витіснила інші способи зварювання. Сьогодні апарат для електродугоаой зварювання – неодмінна частина обладнання домашньої майстерні або мрія її власника. У статті розповідається про те, як розрахувати і виготовити зварювальний трансформатор, і дана необхідна інформація для грамотного проектування і виготовлення такого пристрою в цілому.

Електрична дуга була відкрита в 1802 р. професором фізики Санкт-Петербурзької медико-хірургічної академії Василем Володимировичем Петровим. Описуючи в 1803 р. це явище, В. В. Петров вказав на можливість його практичного застосування як для освітлення, так і для плавлення металів. Але тільки через 80 років, в 1882 р. талановитому російському винахідникові Миколі Миколайовичу Бенардосу вдалося розробити промишпенно-придатний спосіб електродугового зварювання металів. За способом Бенардоса (рис. 1) зварювальний шов 4 утворюється за рахунок плавлення присадочного металевого прутка 3 в електричної дузі 1, палаючої між вугільним або вольфрамовим електродом 2 і сполучаються деталями 5. Дещо пізніше, в 1888 р. Микола Гаврилович Слави-нів розробив інший спосіб зварювання (рис. 2). Електрична дуга в даному випадку горить між сполучаються деталями 5 і електродом, з розплавленого металу серцевини 2 якого утворюється шов 4. Гази, що виділяються при горінні і випаровування матеріалу захисного покриття (обмазки) 3 електрода, захищають розплав від окислення і роблять дугу більш стійкою. Перші конструкції зварювальних електродів з покриттям були створені ще Н. Н. Бенардосом. Сучасний вигляд їм надав шведський інженер Кельберг в 1911 р.

./240820101200001659.jpg ./240820101200001660.jpg

Завдяки простоті і технологічності саме такий спосіб ручного зварювання, іноді позначається абревіатурою ММА, набув найбільшого поширення. Зварку ведуть як постійним, так і змінним струмом, причому в першому випадку можливі два варіанти: з плюсом джерела зварювального струму, підключеним до виробу (пряма полярність) або до зварювального дроту (зворотна полярність). Полярність, на яку розрахований зварювальний електрод, повинна бути вказана в його паспортних даних. Найчастіше застосовують зворотний.

Ідея зварювання під флюсом також належить Н. Г. Слав 'янова. Проте американська фірма "Лінде" отримала патент на спосіб зварювання сталі під шаром порошкоподібних, що плавиться в процесі зварювання речовин лише в 1936 р. У СРСР подібна технологія була розроблена і впроваджена у виробництво в 1938 – 1940 рр.. Інститутом електрозварювання АН УРСР (нині ім. Євгена Оскаровича Па-тона). Саме цей спосіб дозволив налагодити масовий випуск бронетехніки під час Великої Вітчизняної війни.

У період другої світової війни в США отримала розвиток автоматизована зварювання металів в струмені аргону або гелію за допомогою неплавким вольфрамовим (TIG) і плавиться (MIG) електрода. Останній варіант схематично показано на рис. 3. Дуга 6 горить між зварюваних деталей 1 і дротом 2, яку в міру плавлення подають до місця зварювання за допомогою валків 3 по направляючої 4. Інертний газ, що надходить через сопло 5, обволікає зону зварювання і захищає розплавлений метал шва 7 від окислення.

У трансформаторах з дисковими обмотками (рис. 7, б) значна частина магнітного потоку первинної обмотки минає вторинну. У результаті послідовно включені в зварювальну ланцюг індуктивності розсіювання L 1s і L 2s більше, ніж у попередньому випадку, та їх реактивне опір істотним чином впливає на струм короткого замикання вторинної обмотки. Як вже було зазначено, наявність індуктивності в зварювального ланцюга сприятливо і для стійкого горіння дуги. Тому трансформатори з дисковими обмотками найкраще підходять для ручного зварювання на змінному струмі. Іноді їх обмотки роблять рухомими і, змінюючи відстань між ними, регулюють індуктивність розсіювання, а з нею і зварювальний струм.

ЛІТЕРАТУРА

1. Цукерман М. Б. Джерела живлення зварювальної дуги та електрошлакового процесу. – М.: Вища школа, 1974.

2. Геворкян В. Г. Основи зварювального справи. – М.: Вища школа, 1971.

3. Розвренов Ю. М. Обладнання для електричного зварювання плавленням. – М.: Машинобудування, 1987.

4. Найвельт Г. С. Джерела електроживлення радіоелектронної апаратури. – М.: Радіо та зв'язок, 1986.

(Закінчення буде)

РАДІО № 11, 2002, с. 35-36.